Co łączy obwody elektryczne?

Wtorek, 19 Lipiec 2011

Fot. 1. Montaż szybkozłączy oświetleniowych HelaCon Lux. Złącza HelaCon Lux umożliwiają połączenie sztywnych przewodów drutowych instalacji elektrycznej z giętkimi przewodami linkowymi oprawy oświetleniowej.

Jedną z kluczowych kwestii w konstrukcji złączy stanowi izolacja. W prostszych modelach jest ona wykonana z bakelitu, poliamidu, materiałów ceramicznych, makrolonu, PCW, itp. Najlepszy materiał izolacyjny stanowi guma silikonowa a także DAP, PTFE i poliamid. Tym sposobem zyskuje się dobre właściwości elektryczne przy wysokich częstotliwościach i temperaturach.

Części styku pokrywane są różnymi materiałami celem zmniejszenia rezystancji połączenia. Zalicza się do nich złoto, srebro a także miedź, nikiel, pollad i cynę. Pokrycie to może być jednowarstwowe, stopowe lub wielowarstwowe. Niejednokrotnie styki wykonane są ze stopu złota i niklu, co zapewnia nie tylko niską rezystancję ale również zwiększoną wytrzymałość mechaniczną i długookresową stabilność. Co prawda stopy twarde są odporne na zużycie to jednak cechują się one wyższą rezystancją styku przy niższych wartościach prądu. W złączach, które znajdują zastosowanie w sprzęcie audio, styki pokrywa się złotem. Materiał ten wyróżnia niższa rezystancja. Jednak w przypadku przenoszenia większych prądów zwraca się uwagę na niską temperaturę topnienia. W takim przypadku korzystniejsze może być stosowanie srebrzenia. Należy pamiętać przy tym, żeby ograniczać przerywanie dużego prądu w posrebrzonym styku, bowiem powstający łuk elektryczny może spowodować topnienie srebra.

Fot. 2. Rodzina złączy rzędowych PIT firmy Phoenix Contact została rozszerzona z myślą o łączeniu przewodów o większym przekroju wynoszącym do 6 mm². Nabyć można również złącza przelotowe jednopoziomowe, wielopoziomowe, wielopołączeniowe oraz rozłączalne.

Mosiądz jest materiałem, którego bardzo często używa się do produkcji styków, zarówno we wtykach, jak i gniazdach. Jednak niejednokrotnie zastosowanie znajdują również inne materiały. Na przykład fosforobrąz, w odróżnieniu od mosiądzu, cechuje się dobrymi właściwościami sprężystymi. Przy produkcji styków w złączach o wysokiej jakości stosuje się także miedź z domieszką berylu.

Podstawa w elektryce

Złączki stanowią elementy elektroizolacyjne, jedno lub wielotorowe, które znajdują zastosowanie przy połączeniu toru prądowego dwóch odcinków przewodów elektroenergetycznych niskiego napięcia. Połączenie odbywa się za pomocą zacisków lub innych elementów przyłączeniowych, umieszczonych na końcach każdego toru. Tory umieszczone są na izolacyjnej podstawie lub na obudowie.

Złączki jednotorowe instalowane na listwie TS15, najczęściej znajdują zastosowanie przy łączeniu przewodów miedzianych sztywnych i giętkich. Pamiętać należy aby zakończenie przyłączanego przewodu wielodrutowego uwzględniało końcówkę tulejkową, zaciskaną praską ręczną. Zakończenie może być również lutowane. W przypadku większej ilości łączonych przewodów warto zadbać o złączki wie

Fot. 3. Szybkozłączki HelaCon Plus umożliwiają szybkie i pewne połączenie drutowych przewodów elektrycznych. Podwójna, sekcjonowana sprężyna zapewnia dobry docisk przewodu i pozwala na łaczenie przewodów o różnych średnicach.

lopiętrowe. Interesujące rozwiązania stanowią także układy z przekaźnikiem lub z diodami prostowniczymi. W złączkach wielotorowych tory złączek z zaciskami gwintowymi (tulejkowymi) lub przyłączami wsuwkowymi są umieszczone we wspólnym korpusie izolacyjnym. Pamiętać należy o zachowaniu odległości izolacyjnych pomiędzy zaciskami złączki a częściami metalowymi będącymi pod napięciem, uziemionymi lub dostępnymi dla dotyku. Oprócz tego na rynku nabyć można układy z sygnalizacją napięcia diodami świecącymi. Dostępne są również modele złączeń gwintowych z trzema lub czterema zaciskami do wyposażenia w elementy elektroniczne i sygnalizację.

Za pomocą złączek mogą być łączone zarówno przewody o małych, jak i dużych przekrojach. Najczęściej złączki mocowane są do szyny DIN. Biorąc pod uwagę rodzaj stosowanych zacisków elementy te dzieli się na zaciski do gołej żyły przewodu (G-G), zaciski do żył z końcówką kablową (K-K) oraz zaciski dwóch w/w rodzajów (G-K).

Fot. 4. Końcówka oczkowa izolowana zaciskana. Elementy tego typu najczęściej wykonane są z miedzi. Dodatkowo powierzchnia jest cynowana galwanicznie. Izolację stanowi poliamid i poliwęglan. Istotny jest szeroki zakres temperatur pracy mieszczący się w zakresie od –150 do 130°C.

Nabyć można złączki jednotorowe specjalne, które produkowane są z myślą o możliwości wyposażania w elementy elektroniczne poprzez lutowanie. Oprócz tego przydatne okażą się złączki gwintowe z wnęką lub wsuwką pod wkładkę bezpiecznikową oraz przeznaczone do samodzielnego wlutowania. Niektóre modele złączek wyposażone są w sygnalizację przepalenia bezpiecznika. Tory prądowe w złączkach mogą być oznaczone za pomocą oznaczników umieszczonych w zagłębieniach korpusu złączki.

Złącza do zadań specjalnych

Fot. 5. Złączki szynowe gwintowe realizują połączenie przewodów w sposób bierny przy uwzględnieniu zasad właściwego połączenia pod względem mechanicznym i elektrycznym. Przy wyborze produktu należy zwrócić uwagę, czy spełnia on wymogi zawarte w normach: międzynarodowej IEC 60947-7-1, europejskiej EN 60998-1, niemieckiej VDE 0611.

Instalując złącza przemysłowe z pewnością przydatne okażą się odpowiednie narzędzia ręczne. Na przykład ekstraktory, przeznaczone są do wyjmowania (pinów) z wkładek stykowych. Oprócz tego warto zadbać o praski służące do zaprasowywania styków (pinów) w złączach. Narzędzie takie wyposażone jest w mechanizm zapewniający powtarzalność zaciskania styków na przewodzie oraz w mechanizm kompensujący ewentualne zużycie.

Złącza przemysłowe znajdują zastosowanie podczas prac związanych z łączeniem przewodów i kabli energetycznych oraz sterowniczych. Podstawowa cecha elementów tego typu to przede wszystkim wykonanie z materiałów zapewniających nie tylko dużą wytrzymałość mechaniczną, ale również pewność połączeń, a także niską rezystancję styku oraz wysoki stopień szczelności. Typowe złącze przemysłowe składa się z wkładek stykowych – męskiej i żeńskiej oraz obudów – przenośnej i panelowej lub skrzynkowej. Niektórzy producenci oferują rozwiązania pozwalające użytkownikom na dobranie liczby styków uwzględniającej konkretną aplikację. Uzupełnienie kombinacji wkładka-obudowa stanowią dławice kablowe. Wkładki stykowe mogą być również montowane bez obudów - w otworach wyciętych np. w obudowach rozdzielnic (panelach). Zazwyczaj oferowane są dwa typy wkładek: gwintowe (ze stykami z podłączeniem śrubowym) i do zaprasowania (ze stykami z podłączeniem przez zaprasowanie). Podkreśla się, że wkładki gwintowe pozwalają na wielokrotne przyłączanie i odłączanie przewodów bez użycia specjalnych narzędzi. Z kolei wkładki do zaprasowania, w porównaniu z wkładkami gwintowymi, cechują się większą ilością styków we wkładce o tych samych wymiarach. Wkładki do zaprasowania zbudowane są z wkładek właściwych oraz styków (pinów) do zaprasowania. Nabyć można również obudowy przenośne, które przeznaczone są do montażu na kablach (przewodach) a także obudowy panelowe, produkowane z myślą o zabudowaniu w panelach. Producenci oferują obudowy skrzynkowe, znajdujące zastosowanie na powierzchni lub na konstrukcji.

Fot. 6. Bezśrubowe złącza instalacyjne HelaCon Plus znacznie przyśpieszają czas montażu instalacji elektrycznej i zapewniają bezpieczne połączenie gwarantujące bezawaryjny przepływ prądu do 24 A.

Złącza full wypas

Zwieracze do złączek przeznaczone są do zwierania torów prądowych złączek gwintowych, które montowane są na listwach montażowych. Pamiętać należy, aby dobierając zwieracz uwzględnić liczbę zwieranych złączek. Warto zadbać o oznaczniki, które pozwalają na oznaczenie poszczególnych torów prądowych. Najczęściej przybierają one postać białych pasków lub żółtych taśm profilowanych z nadrukiem czarnym. Oznaczniki bez nadruku można opisywać pisakami. Warto podkreślić, że taśma jest nacinana, co pozwala na odrywanie pojedynczych oznaczników.

Przydatne mogą okazać się osłonki, podstawki montażowe oraz przegrody i osłony złączek mocowanych na trzymaczach. Nabyć można również, jako akcesoria dodatkowe, płytki skrajne przeznaczone do zakańczania szeregu złączek osadzonych na listwie profilowej 35 mm. Na rynku oferowane są również zwieracze sąsiednich torów złączek tej samej wielkości. Stosuje się je po uprzednim wycięciu ostrym narzędziem ścianki korpusu.

Na rynku dostępne są również złączki kablowe, których charakterystyczną cechą jest to, że nie wymagają one szyny nośnej. Instaluje się je za pomocą śrub bezpośrednio do podłoża. Konstrukcja przewiduje stopy oraz wypusty, pozwalające na zestawianie bloków, składających się z kilku złączek. Każda złączka jest całkowicie zaizolowana i nie wymaga płytki zamykającej.

Fot. 7. Seria CBC to grupa złączy bazujących na śrubowej technice połączeń przewodów. Jako materiał izolacyjny zastosowano poliamid odporny na płomień. Materiał ten charakteryzuje się najwyższą klasą odporności ogniowej V0 wg UL94. Standardowo złącza dostępne są w kolorze beżowym RAL1001 lub niebieskim RAL5015.

Nabyć można również mostki dwu- i trójpolowe, łączniki (przedłużacze) mostków a także dodatkowe podłączenia, wtyki próbnikowe, pokrywki ochronne i szyldziki opisowe.

Co jeszcze ciekawego w złączach

Na rynku dostępne są również złącza silnoprądowe. Stanowią one nieodzowny element systemów dystrybucji energii elektrycznej. Co prawda przez złącza może przepływać prąd o znacznych wartościach, ale nie oznacza to, że elementy te cechują się pokaźnymi rozmiarami. Wręcz przeciwnie, nabyć możemy bowiem złącza o dużej obciążalności prądowej w wersji miniaturowej. Istotną cechą tych elementów jest wysoka obciążalność styków w przeliczeniu na zajmowaną objętość podzespołu. Złącza silnoprądowe dostępne są w wielu kształtach obudowy oraz rodzajach i typach wyprowadzeń.

Niejednokrotnie elektrycy, szczególnie w nowych obiektach mieszkalnych, wykonują prace związane z instalacjami audio. Stąd też zwróćmy uwagę na złącza, które znajdują zastosowanie w tego typu instalacjach. Połączenia w złączach głośnikowych bazują zarówno na śrubach, jak i na lutowaniu. Niektóre modele wtyków głośnikowych wyposażono w demontowalny zacisk. W miejscach o ograniczonej przestrzeni przydatne mogą okazać się wtyki kątowe. Styki można montować w ośmiu różnych położeniach, tym samym uzyskując określony kąt ustawienia obudowy wtyku.

Fot. 8. Listwy zaciskowe gwintowe termoplastyczne są tradycyjnym wyrobem elektrotechnicznym używanym w technice przyłączeniowej. Stosowane są do łączenia przewodów w puszkach elektroinstalacyjnych, technice oświetleniowej, w szafkach rozdzielczych i innych pracach elektroinstalacyjnych. Zastosowanie poliamidu PA 6 do wykonania korpusu sprawia, że produkty te spełniają wymagania zaawansowanego i wymagającego odbiorcy.

W instalacjach głośnikowych zastosowanie znajdują również panele łączeniowe. Niektóre modele uwzględniają złocone zaciski z oznaczonymi biegunami. Panele przeznaczone są do podłączenia kabla głośnikowego zakończonego konektorami lub wtykami laboratoryjnymi.

Niektóre modele złącz audio cechują się wzmocnionymi konstrukcjami. W takim przypadku obudowy wykonane są z wytrzymałego tworzywa sztucznego. Oprócz tego w konstrukcji uwzględniono osłony amortyzujące, a złącza do kabli zabezpieczone są przed dotykiem. Przed przypadkowym odłączeniem kabla chroni zamek zatrzaskowy. Interesujące rozwiązania stanowią również złącza przeznaczone do podłączania głośników i wzmacniaczy, które pracują w trudnych warunkach. Stąd też przewidziano stopień ochrony IP 54 (po zmontowaniu). Konstrukcja złącza na kabel uwzględnia metalową obudowę oraz wbudowaną uszczelkę. Złącza do chassis wyposażono w zatrzaskową blokadę. Ma ona na celu eliminowanie przypadkowego odłączenia kabla. Istnieje możliwość połączenia ze sobą złącz męskich i żeńskich. W zależności od modelu podłączenia bazują na technice lutowania lub na konektorach.

Damian Żabicki